文档介绍：§2、三相负载
对于电源来讲,三相负载有2种类型。第一类:负载本身需要三相电源才能工作,如三相交流电动机。第二类:负载本身只需单相电源,如家用电器、照明灯等,它们的额定电压为220V,故可以接在任一相电压上。但因为这样的负载很多,不能都接在某一相上。一般地,将这些负载在三个相电压中作比较均匀的分布,比如有一片居民区,将它分为A、B、C三个区,每个区的户数基本相等,则可将A相相电压送给A区用,B相相电压送给B区用,C相相电压送给C区用,这样,负载在三相电压中的分布就比较均匀。这样的负载对于三相电源来说也是三相负载。实际上,民用的单相电源其实就是三相中的一相,到底用哪一相,这是由供电局安排的。
A
O
B
C
图一、三相交流电动机,三个绕组的端点要求接在三个端线上
A
O
B
C
问:1、如果某一单相负载其额定功率为380V,应接在何处?(线电压)
2、如果某一单相负载其额定电压为110V,应接在何处?(降压变压器)
三相负载也有星形联接与三角形联接。
负载的星形联接
A
O
B
C
三个负载的一端连成一点接在中线上,另一端分别接在三条端线上,刚才讲的民用负载就是这种类型的联接。三相电源接上负载后,便产生电流,。流过负载的电流称为相电流,当时通记为IP,相电流与相电压正方向一致,流过端线的电流称为线电流,当时同记为,线电流正方向规定从电源到负载,在负载作上述星形联接时,显然线电流等于相电流。, ,,流过中线的电流称中线电流,它的正方向规定从负载到电源。
现在来看一下电流与电压的关系
在上述三相四线制电路中,每一相都可单独计算电流
,,
在数值上,, ,
在相位上,滞后角,因为,则,注意角只表示与的相位差。如果,则有
滞后角,因为,则,注意角只表示与的相位差。如果,则有
滞后角,因为,则,注意角只表示与的相位差。如果,则有
画出相量图如下:
又根据KCL:
下面来看一下特殊情况:负载对称情况
所谓负载对称是指,即三相负载的复数阻抗相等,此时有,,即,各相电流的有效值相等,,即相电流均滞后对应的相电压角。
相量图见下页,对于三相对称负载的电路,只要计算其中一相的电流便可,因为其它两相电流大小与该相电流大小相等,而相位差,比滞后。
=0,即对于对称负载中线电流等于零,在这种情况下,中线便可以省去,从而构成了三相三线制电路
对于负载不对称情况:,所以,此时中线不能去掉,否则会使三相电压不再对称,出现某相电压升高或某相电压降低现象,使负载不能正常工作,所以在三相四线制负载作星形联接且不对称情况下,中线绝不能断开,故在中线上既不装开关也不能安装熔断器。
例:
a
b
c
A
B
C
二、负载的三角形联接
每相负载分别接在电源的两根端线之间,并且互相首尾相连,负载的这种接法称三角形接法。
从第一节介绍三相电源中可知:线电压,,三相对称
设,,
现在来计算电流,,以及流过负载的相电流,,,线电流、相电流的正方向规定如图所示。
,,
在相位上,滞后角,
滞后角,
滞后角,
相量图表示如下页,并可画出三个线电流
-
作为特殊情况,当负载对称时,有,这样便有,,即相电流大小相等,又,相量如下图
-
可见相电流也是三相对称的
由式作的相量图,可见比滞后相位
又,所以,即线电流是相电流的倍,且滞后。同理可得:,
因此当负载为三角形联接且对称时,线电流的有效值是相电流的倍,且在相位上,线电流滞后于相应的相电流
§3三相电路的功率以及测量
一、三相电路的功率
1、三相电路的有功功率(指负载上的总有功功率)等于各相有功功率之和。
以及分别为相电压和相电流,即三相负载上的电压和电流,分别为过相负载的功率因数。
当负载对称时,三个相的功率相等,则有
如果用线性电压来表示:
对于星形接法的负载,有,,所以
对于三角形接法,有,,所以
所以不管负载是星形联接还是三角形联接,均有:
=
2、三相无功功率等于各相无功功率之和
当三相负载对称时:
如果用线电压、线电流来表示(与有功功率同理)
,仍为相电压与相电流的相位差。
3、视在功率:
当三相负载对称时,有
若用线电压、线电流表示为
例3-5 有一三相对称负载,每相电阻,感抗,电源电压为380V(线电压),计算负载作星形和三角形接法时所取的功率分别为多少?
1、作星形联接
根据,,
,又
所以
Z
A
B
380V
C
2、作三角形联接:,,
,
所以
可见在相同的负载线电压下,同样的负载在作星形联接和三角形联接时所用的功率是不同的,后者为前者的3倍。
因为,在负载作三角形联接时,作星形联接时的3倍
Z
A
B